Une étude IRM trace les changements cérébraux tout au long de la vie humaine
- Un manque de données de référence pour la croissance et le développement du cerveau a présenté des défis pour déterminer le rôle de la structure cérébrale sur le comportement et les conditions cliniques.
- Maintenant, une équipe de 200 chercheurs a mis en commun ses ressources pour développer un ensemble de cartes du cerveau humain qui cartographient les changements cérébraux de la naissance à 100 ans et sont disponibles, gratuitement, pour tous les chercheurs.
La nature du lien entre notre corps physique et notre comportement laisse les gens perplexes depuis des siècles.
Alors que la notion désuète selon laquelle nos crânes façonnent notre personnalité, connue sous le nom de phrénologie, a longtemps été rejetée comme pseudoscience, nous cherchons toujours des indices sur le comportement, la maladie et la maladie mentale dans le cerveau.
Que nous voulions étudier comment le cerveau prend des décisions ou utilise le langage, ou les fondements de maladies telles que
Cependant, rechercher des différences dans la structure du cerveau pour expliquer les différences de comportement n’est pas sans controverse.
En effet, une étude publiée le mois dernier dans la revue Nature ont fait valoir que la majorité des études d’association à l’échelle du cerveau, qui comparent les examens IRM pour détecter les différences structurelles dans le cerveau, ont des tailles d’échantillon trop petites pour en tirer des conclusions.
L’une des raisons de ces petites études est que les examens IRM prennent du temps et sont coûteux à produire.
C’est pourquoi les chercheurs Dr Richard Bethlehem et Dr Jakob Seidlitz ont décidé de voir s’ils pouvaient amener d’autres scientifiques à partager leurs ensembles de données d’IRM dans le but de développer des normes de référence pour le cerveau.
Le Dr Seidlitz a expliqué que lui et son co-auteur de la nouvelle étude, également publiée dans
Il a dit Nouvelles médicales aujourd’hui dans une interview : « Nous avons essentiellement commencé à tracer des ensembles de données historiques qui ont été publiés il y a 10, 15, 20, 30 ans sur différentes caractéristiques cérébrales, comme différents volumes. »
« Et même si vous ne faisiez que comploter ces valeurs historiques […]en extrayant des points de données d’articles antérieurs dans la littérature, nous avons commencé à voir ces courbes émerger.
Le traçage des données scientifiques permet aux chercheurs de créer un graphique de différents points de données afin qu’ils puissent visualiser les différences ou d’autres relations entre les variables de données.
La pandémie de COVID-19 a agi comme un catalyseur pour le projet car ils ont réalisé qu’ils ne pouvaient pas collecter de nouvelles données et devraient utiliser les ensembles de données existants pour la recherche.
Afin de créer des graphiques qui ont cartographié le développement du cerveau humain, le Dr Bethlehem et le Dr Seidlitz ont collecté plus de 123 984 IRM de plus de 200 chercheurs qui avaient pris les scans dans le cadre de plus de 100 études.
Les scans concernaient 101 457 participants âgés de 16 semaines de gestation à 100 ans.
Les chercheurs ont mesuré le volume total de matière grise, le volume total de matière blanche, le volume total de matière grise sous-corticale (sGMV) et le volume total de liquide céphalo-rachidien ventriculaire des individus à partir des scans.
Ils ont également noté le site à partir duquel ces scans ont été effectués dans le cerveau. Des scores centiles individualisés ont ensuite été attribués aux scanners cérébraux de chaque participant afin qu’ils puissent être comparés et comparés avec d’autres cerveaux de personnes du même âge et du même sexe.
Ces données ont ensuite été agrégées pour créer un graphique de la taille et du volume du cerveau et de ses éléments constitutifs tout au long de la vie humaine.
Auparavant, les chercheurs supposaient que le volume de matière grise culminait vers l’âge de 3 ou 4 ans. Cependant, ces nouveaux graphiques montrent que le volume de matière grise augmente à partir de la mi-gestation, culminant à 5,9 ans, avant de diminuer progressivement.
Les auteurs de la nouvelle étude ont blâmé la petite taille des échantillons pour les inexactitudes précédentes.
Les chercheurs ont examiné des conditions spécifiques pour lesquelles il y avait au moins 500 scans disponibles pour voir s’il y avait des différences cérébrales là-bas. Ces conditions comprenaient l’autisme, le TDAH, la maladie d’Alzheimer, le trouble bipolaire et la schizophrénie, entre autres.
Les scientifiques ont trouvé des différences significatives dans les scores centiles entre les personnes atteintes de troubles cliniques et celles du groupe témoin.
Le Dr Bethlehem a expliqué à MNT dans une interview, « Nous savons que dans la maladie d’Alzheimer, il y a une neurodégénérescence, donc on s’attendrait à ce qu’il y ait une perte de tissu, essentiellement. »
« On s’attendrait à ce que les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer aient un volume relativement plus faible de matière grise et de matière blanche. Et c’est exactement ce que nous avons vu dans cette figure. Ainsi, en moyenne, les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer obtiendront un score inférieur, et ce sera dans la moitié inférieure de la population.
Cependant, le Dr Bethlehem a été surpris de voir l’impact de la schizophrénie sur la taille et la composition du cerveau. Il a dit : « Nous avons vu des schémas similaires dans la schizophrénie, qui n’est pas mon domaine d’expertise, mais je ne m’attendrais pas nécessairement à ce que ce soit aussi fort ou aussi important que ce que nous voyons dans certaines des conditions neurodégénératives.
Les données et les graphiques sont désormais disponibles en tant que ressource ouverte pour quiconque souhaite les utiliser pour comparer ses propres ensembles de données. En fin de compte, l’équipe voulait que les graphiques soient basés sur des ensembles de données suffisamment diversifiés pour être utilisés comme des graphiques de croissance.
Le professeur Vinod Menon, professeur de psychiatrie et de sciences du comportement à la Stanford University School of Medicine de Stanford, en Californie, a déclaré MNT:
« Il s’agit d’une excellente étude avec l’un des plus grands échantillons à ce jour. Les résultats seront utiles pour un large éventail d’enquêtes sur des individus neurotypiques et neurodivergents.
Le professeur Menon n’a pas participé à la recherche.